對特氣管路而言，影響氣體質(zhì)量的管路材料的主要特性是：氣體滲透性、出氣速率、吸附性、表面粗糙度和耐磨性、抗腐蝕性。

先講講什么是氣體的滲透性，氣體從壓力（或分壓力）高的一側(cè)透過材料向壓力（分壓力）低的一側(cè)流入的現(xiàn)象稱為氣體滲透。

因為空氣中氧氣和氮氣分壓力最大、氣體分子相對較小，管道材料對氣體的滲透性主要表現(xiàn)氧氣和氮氣的滲透，一般對氧氣的滲透測試比較多。對于輸送PPM級及更高純度要求的氣體，從氣體滲透角度必須選用不銹鋼管或者鋼管，如果不恰當?shù)剡x用了不符合要求的管道材料，那么，無論我們采取什么凈化手段，都將是無濟于事。

材料冶煉過程形成的管道材料晶間或者晶格內(nèi)部存在著某些雜質(zhì)，如氮、碳氫化合物等，在高純氣體輸送過程中，這些雜質(zhì)會緩慢地釋放出來，污染高純氣體，尤其是雜質(zhì)要求在ppb以上級的高純氣體。通常低碳不銹鋼管的出氣速率極低。

由于水分等雜質(zhì)是極性分子，吸附性很強。橡膠、塑料或一些表面粗糙的材料極易吸附水分等雜質(zhì)，銅材對水吸附性強，使用這些材料輸送高純氣體易被污染，除了輸送ppm級以下的氧氣會使用紫銅管外，高純氣體都不采用銅管和塑料管，氣體會接觸到的墊片、填料也不得采用橡膠、塑料材料(包括聚四氟乙烯)。

為了確保輸送的氣體純凈度，要求管道材料內(nèi)表面有一個高的光潔度，這樣可以防止污染粒子及濕氣在管壁滯留，可以在吹掃時比較容易吹凈。管材比較光潔而且耐磨，可以在氣流高速沖刷下，產(chǎn)生的金屬粒子就少，不銹鋼比銅管產(chǎn)生粒子要少，所以不銹鋼管耐磨性優(yōu)于鋼管。

微電子生產(chǎn)中，經(jīng)常使用一些腐蝕性很強的氣體，這時在管路材質(zhì)選擇上必須采用耐腐蝕的管材，否則管道會被腐蝕，輕則表面產(chǎn)生銹斑，重則管道大面積剝落、穿孔，不但污染氣體，還會發(fā)生安全事故。

為了進一步改善管道材料特性，對管道內(nèi)表面進行處理，一般有三種方法：酸洗鈍化(AP)、光亮退火(BA)和電解拋光(EP)處理。試驗資料和實踐都證明，通過表面處理后，管道材料的粗糙度減小，氣速率降低，表面吸附性減弱。

純度在99．99％以內(nèi)的氣體管道，采用10#或20#無縫鋼管(內(nèi)表面鍍鋅或純化處理)、銅管。鍍鋅管道采用螺紋連接。總雜質(zhì)含量≤10—100ppm的氣體管道，采用304不銹鋼光亮退火管(304BA)、304不銹鋼管純化處理(304AP)、紫銅管。管道采用焊接連接，可以采用對接焊、承插焊或套管焊接。總雜質(zhì)含量≤1-1oppm的氣體管道，采用316L不銹鋼光亮退火管(316LBA)、316L不銹鋼電拋光管(304EP)。

管道連接采用焊接， 內(nèi)壁無瘢痕的對接焊，高純氬氣保護焊。總雜質(zhì)含量≤lppm的高純氣體管道，必須采用316L不銹鋼電拋光管(3l6LEP)。管道連接采用焊接，內(nèi)壁無瘢痕的對接焊，高純氬氣保護焊，在專用的潔凈室內(nèi)進行。

參照國際SEMI標準，結(jié)合國標GB50646得出管道內(nèi)氣體流速設定：

· 普通惰性大宗氣體流速＜12m/s；

· 超高純惰性大宗氣體流速＜12m/s；

· 特種氣體流速＜8m/s；

· 劇毒和自燃氣體流速＜8m/s；

· 氫氣氣體流速＜25m/s（參考GB50177）。

不銹鋼管道標準有美標（ANSI）、日標（JIS）、德標（DIN）、英標（BS）、韓標（KS）在特氣系統(tǒng)輸送中的是美標和日標。

 案例分析：

1. 流體介質(zhì)：氧氣

2. 操作條件：0.1＜P＜1MPa

3. 流速u：12M/s

4. 壓力 Pc(表壓): 0.7 MPa(G)

計算過程：

式中，Qs——標準狀態(tài)下的體積流量，Nm3/h；

Qc——壓縮狀態(tài)下的體積流量，m3/h;

注意單位換算：標準大氣壓101.325kPa，0.7MPa=0.7*1000 kPa

Qc=101.325x200/(0.7x1000+101.325)

Qc=25.29 m3/h

則內(nèi)徑：

d=1000x(4x25.29/(3600 x πx12))0.5

注意單位換算：1 H=3600 S，π≈3.14

內(nèi)徑 d ≈ 27.30 mm

5S管道壁厚：1.65mm

外徑=27.3+1.65*2=30.6

對照下表應選用1-1/2"（英寸）